张华鑫
(中国南方电网公司东莞供电局,东莞 523000)
电力系统线路故障大多数都是在一瞬间,当保护断开开关以后,电弧立即熄灭。这种瞬时故障,如果把线路的断路器再合上,就能恢复供电。此外,还有少量的“永久性故障”,线路还是会再次被保护断开。由于线路故障的以上性质,电网基本上都采用了自动重合闸装置,当故障跳闸以后,能自动将开关重新合上。对于瞬时性故障,重合闸以后可能成功。而对于永久性故障,重合闸会失败。由于线路绝大多数都是瞬时性故障,同时重合闸装置本身投资低,工作可靠,因此,在电力系统中得到广泛应用。重合闸对于系统来说有利有弊。一方面,供电可靠性得到提高,线路停电时间和停电次数相应减少;电网并列运行稳定性得到提高,可以用来弥补开关本身机构问题或保护误动等原因引起的误跳闸。另一方面,使电网受到二次冲击,系统稳定性受到影响,使断路器在很短时间内,连续两次切断短路电流,工作条件恶劣。
理论上说,还有母线重合闸和变压器重合闸,但后两种用得很少。因此,我们只讨论线路重合闸。
按动作次数可分为:一次重合闸、二次(多次)重合闸。如果重合闸多次重合于永久性故障,将使系统遭受多次冲击,后果严重。所以,在高压电网中基本上均采用一次重合闸。只有在110kV及以下单侧电源线路,当断路器断流容量允许时,才有可能采用二次重合闸。
按重合闸方式可分为:三相重合闸、单相重合闸、综合重合闸。这三种方式可以由屏上的转换把手或定值单中的控制字来选择。
三相一次重合闸:线路上发生任何故障,保护三跳三重,如果重合闸成功,线路继续运行,如果重合于永久性故障,保护再次三跳不重合。
单相一次重合闸:当线路发生单相故障时,保护跳开断路器,单相一次重合。如果重合成功,线路将会继续运行,如果重合永久性故障,保护三跳不重合。如果发生相间故障,保护三跳不重合。
综合重合闸:综合了三相一次重合闸和单相一次重合闸两种方式。对单相接地故障,按单相一次重合闸方式处理:对相间故障,按三相一次重合闸处理。
按使用条件可划分为:单侧电源的重合闸、双侧电源的重合闸。
下面我们主要介绍一下比较常用的检无压和检同期重合闸。在双侧都有电源线路发生三相跳闸后,重合闸是一定要考虑两侧系统是否同期。一旦重合闸于非同期冲击电流将会很大,有可能引起系统震荡。对于双侧系统是否同期的判断,当前运用较多的是检查线路无压和检查同期。
重合闸的启动方式有两种:断路器状态与断路器位置不对应起动方式和保护起动方式。
如果自动重合闸装置中控制开关在合闸状态,KKJ=1,说明原先断路器是处于合闸状态。若此时跳闸位置继电器TWJ=1,由于手动分闸会使KKJ=0,所以一定是保护跳闸或是断路器“偷跳”。此时,应该起动重合闸,所以,KKJ和TWJ位置不对应起动重合闸的方式称为“位置不对应起动方式”。
当断路器发生“偷跳”时,如果不用位置不对应的起动方式,就没法用重合闸进行弥补,所以,位置不对应起动方式是所有重合闸必须具备的基本条件。缺点是TWJ异常或发生粘连等情况下,该方式将失效。因而,通常会增加检查线路对应相无流的条件进一步确认。保护起动方式可以有效纠正保护的误动作引起的误跳闸,但不能纠正断路器本身的“偷跳”,所以,保护起动方式作为断路器位置不对应方式的补充。位置不对应起动方式和保护起动方式在自动重合闸装置中一般都具备,可以同时投入,相互补充。
重合闸前加速:重合闸前加速(瞬时)切除断路器。目的:让过流保护瞬时切除故障。如果是瞬时性故障,重合成功后立马恢复供电,如果是永久性故障,重合后过流保护再按照整定时间动作,前加速方式第一次跳闸虽然快速,但是有可能牺牲了选择性。
重合闸后加速:重合闸后加速是当线路第一次发生故障时,保护根据整定值选择性动作,然后进行重合闸,如果重合于永久性故障,则在断路器合闸后,不带时限,瞬时把故障切除。后加速广泛用于35kV及以上电网,一般是加速距离、零序II段动作,有时也可以加速三段动作。优点是第一次切除故障是带有选择性的,停电范围不会扩大,重合闸能瞬时切除永久性故障。缺点是每个断路器上装设一套重合闸,需要的设备数量多,价格较昂贵。第一次切除故障可能带延时。
此外,有一个问题需要注意:3/2接线方式保护发跳闸命令时,要跳两个断路器,这就涉及重合闸次序的问题。
电网运行经验表明:线路自动重合闸能减少停电次数,大大提高供电可靠性,单侧电源线路尤其明显;对断路器机构不良引起的“偷跳”,可以起到纠正作用,由于重合闸装置本身投资低,因此,在电力系统中应用广泛。